余靖

摘 要：直接空冷機(jī)組空冷島的換熱能力直接影響機(jī)組的真空，而機(jī)組的真空是影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)型的主要因素之一，研究冬季空冷機(jī)組空冷島結(jié)霜具有重要意義。根據(jù)某電廠600MW直接空冷機(jī)組冬季運(yùn)行情況，在大量統(tǒng)計(jì)資料基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)組空冷島結(jié)霜進(jìn)行了分析，并探討了空冷島結(jié)霜的預(yù)防以及處理，為機(jī)組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了可行方法。

關(guān)鍵詞：直接空冷機(jī)組；結(jié)露；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.219

0 引言

直接空冷系統(tǒng)，又稱(chēng)為空氣冷卻系統(tǒng)，它是一種以節(jié)水為目的的火電廠冷卻技術(shù)，是一種以空氣取代水為冷卻介質(zhì)的冷卻方式，是指汽輪機(jī)的排汽直接進(jìn)入空冷凝汽器用空氣來(lái)冷凝，空氣與蒸汽進(jìn)行熱交換，所需的冷卻空氣通常由機(jī)械通風(fēng)方式供應(yīng)，其冷凝水由凝結(jié)水泵排入汽輪機(jī)組的回?zé)嵯到y(tǒng)。采用空冷系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)稱(chēng)空冷機(jī)組。眾所周知，內(nèi)蒙古以豐富的煤炭資源、廣闊的土地資源，鄰近北京及京、津、唐電網(wǎng)等諸多優(yōu)勢(shì)，被國(guó)家列為能源、電力生產(chǎn)基地。但是由于我區(qū)水資源相對(duì)匱乏，以及國(guó)家要求建設(shè)內(nèi)蒙古綠色生態(tài)防線(xiàn)的要求，走可持續(xù)發(fā)展的道路，節(jié)約用水、提高水資源利用率已成為新世紀(jì)內(nèi)蒙電力工業(yè)發(fā)展的重大課題。最近幾年，國(guó)家審批的電場(chǎng)項(xiàng)目反復(fù)強(qiáng)調(diào)優(yōu)先批準(zhǔn)空冷機(jī)組，現(xiàn)在我區(qū)在建和準(zhǔn)備建設(shè)的工程項(xiàng)目幾乎全部為直接空冷機(jī)組，所以大力推廣、應(yīng)運(yùn)空冷直接空冷技術(shù)迫在眉睫，也是大勢(shì)所趨。隨著空冷機(jī)組的運(yùn)用范圍不斷擴(kuò)大以及大量投產(chǎn)，如何達(dá)到優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定、安全文明、節(jié)能、環(huán)保和高效率的生產(chǎn)將是我們未來(lái)需要不斷探索的方向。近年來(lái)由于厄爾尼諾現(xiàn)象的影響北方大部分地區(qū)出現(xiàn)暖冬現(xiàn)象，這就導(dǎo)致了北方頻出大霧天氣，持續(xù)的大霧造成空冷島大面積結(jié)霜，空冷島結(jié)霜嚴(yán)重影響空冷島的換熱效果甚至導(dǎo)致空冷島部分受熱面結(jié)凍，而空冷島受熱面結(jié)霜可以導(dǎo)致機(jī)組真空大幅度下降，從而使機(jī)組煤耗增加。所以說(shuō)空冷島的冬季防凍是空冷系統(tǒng)可靠工作的關(guān)鍵，對(duì)于空冷島結(jié)霜原因、危害和應(yīng)對(duì)措施的分析探討也就有了實(shí)際需要。

1 冬季空冷機(jī)組空冷島結(jié)霜的影響

2015年11月～2015年12月對(duì)某電廠機(jī)組結(jié)霜后性能指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)查，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下：

某廠4臺(tái)機(jī)組在同負(fù)荷空冷風(fēng)機(jī)滿(mǎn)出力環(huán)境溫度為-50C左右時(shí)真空指標(biāo)統(tǒng)計(jì)（單位：kPa）：

2 冬季空冷機(jī)組空冷島結(jié)霜原因分析

霜是水汽（也就是氣態(tài)的水）在溫度很低時(shí)，一種凝華現(xiàn)象，跟雪很類(lèi)似。嚴(yán)寒的冬天清晨，戶(hù)外植物上通常會(huì)結(jié)霜，這是因?yàn)橐归g植物散熱的慢、地表的溫度又特別低、水汽散發(fā)不快，還聚集在植物表面時(shí)就結(jié)凍了，因此形成霜。

2.1 空冷島受熱面結(jié)霜

冬季大霧天氣由于地表的溫度特別低，而空氣中含有的水汽又很大，空冷島空冷風(fēng)機(jī)頻率低水汽散發(fā)不快而聚集在空冷島受熱面附近，因此形成霜。空冷島受熱面結(jié)霜后會(huì)堵塞翅片間通道，增加空氣流動(dòng)阻力；增加換熱器熱阻，換熱能力下降；蒸發(fā)溫度下降，能效比降低；這些后果將直接影響機(jī)組真空，從而增加了機(jī)組美煤耗。翅片間通道堵塞、換熱能力下降還會(huì)引起受熱面內(nèi)的汽水流通不暢導(dǎo)致空冷受熱面結(jié)凍，對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行產(chǎn)生巨大危害。

2.2 風(fēng)機(jī)入口護(hù)網(wǎng)結(jié)霜影響空氣流入

在戶(hù)外環(huán)境中不可避免會(huì)有很多異物，為了避免在空冷風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行巻吸一些異物，一般情況下會(huì)在空冷風(fēng)機(jī)氣流入口處鋪設(shè)一些格網(wǎng)。往往這些格網(wǎng)間隙較小，正是這些細(xì)小的格網(wǎng)上會(huì)在冬季大霧天氣時(shí)產(chǎn)生霜，長(zhǎng)時(shí)間的這樣天氣天氣會(huì)使這些霜在細(xì)小的格網(wǎng)上結(jié)的很厚，從而將風(fēng)機(jī)入口堵塞，氣流無(wú)法進(jìn)入，造成空冷島大量氣水聚集以及空冷換熱面換熱能力下降。

3 冬季空冷機(jī)組空冷島結(jié)霜的處理

針對(duì)以上兩點(diǎn)原因在結(jié)合某廠的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)特制定了以下兩步走的實(shí)施方案

3.1 預(yù)防

為了充分提高空冷機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，在保證空冷散熱器抽氣口溫度低于15℃或各排散熱器下聯(lián)箱凝結(jié)水溫度低于25℃的條件下，機(jī)組真空盡量調(diào)整至接近阻塞背壓對(duì)應(yīng)的真空值。

（1）機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使各排散熱器下聯(lián)箱凝結(jié)水溫度均高于25℃。當(dāng)空冷散熱器凝結(jié)水的任一溫度降至25℃以下，應(yīng)及時(shí)查找原因，溫度繼續(xù)降低至15℃以下時(shí)，應(yīng)降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，降低真空直至凝結(jié)水溫度上升至25℃以上。若30min內(nèi)溫度不上升，則增開(kāi)一臺(tái)真空泵運(yùn)行，當(dāng)空冷散熱器凝結(jié)水溫度上升至25℃以上時(shí)停運(yùn)。

（2）機(jī)組正常運(yùn)行期間，當(dāng)抽氣口溫度低于10℃時(shí)，應(yīng)降低相應(yīng)排的兩臺(tái)逆流風(fēng)機(jī)頻率至20HZ，若抽氣口溫度繼續(xù)下降至5℃時(shí)，應(yīng)將兩臺(tái)逆流風(fēng)機(jī)停運(yùn)，若抽氣口溫度繼續(xù)下降，應(yīng)啟動(dòng)兩臺(tái)逆流風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)抽氣口溫度恢復(fù)至15℃以上時(shí)，將兩臺(tái)反轉(zhuǎn)的逆流風(fēng)機(jī)停運(yùn)。

逆流風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，同排的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)盡量同時(shí)啟停，逆流風(fēng)機(jī)同時(shí)反轉(zhuǎn)的排數(shù)不得超過(guò)兩排，逆流風(fēng)機(jī)的反轉(zhuǎn)時(shí)間一般不超過(guò)30分鐘，

同時(shí)應(yīng)密切監(jiān)視空冷散熱器凝結(jié)水溫度不低于15℃，否則應(yīng)及時(shí)停止反轉(zhuǎn)的逆流風(fēng)機(jī)運(yùn)行。

（3）空冷島正常運(yùn)行期間，盡量保持各風(fēng)機(jī)的頻率相同，低負(fù)荷時(shí)盡可能保持各排風(fēng)機(jī)多投、低頻運(yùn)行，最低頻率為20HZ。在各排散熱器下聯(lián)箱凝結(jié)水溫度和抽氣口溫度均滿(mǎn)足條件的情況下，應(yīng)盡量提高機(jī)組真空運(yùn)行。

（4）空冷島運(yùn)行期間，關(guān)閉空冷島各排散熱器端部小門(mén)及同一排中各冷卻單元隔離門(mén)。

（5）冬季運(yùn)行期間，每班就地實(shí)測(cè)各排散熱器及凝結(jié)水聯(lián)箱表面溫度至少兩次，當(dāng)發(fā)現(xiàn)投運(yùn)散熱器最低溫度低于0℃或當(dāng)凝結(jié)水聯(lián)箱外表面溫度低于0℃時(shí)，應(yīng)立即通知設(shè)備部汽機(jī)點(diǎn)檢，同時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)措施，如降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、按由外到內(nèi)的順序停運(yùn)空冷風(fēng)機(jī)、增加機(jī)組負(fù)荷和其他保溫加熱措施。

（6）每班就地實(shí)測(cè)各空冷凝結(jié)水回水管外表面溫度（汽機(jī)房6.8M處）兩次，發(fā)現(xiàn)溫度較正常運(yùn)行時(shí)偏大較大時(shí)，及時(shí)查找原因。

（7）冬季運(yùn)行期間，加強(qiáng)對(duì)排汽裝置的補(bǔ)水量及排汽裝置水位的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)排汽裝置水位下降，補(bǔ)水量異常增大時(shí)，應(yīng)分析空冷散熱器以及凝結(jié)水管道是否凍結(jié)。

（8）入冬前對(duì)空冷島受熱面進(jìn)行一次全面沖洗，保證空冷受熱面表面潔凈。

（9）及時(shí)關(guān)注天氣情況，大霧來(lái)前將空冷風(fēng)機(jī)入口格柵取走。

3.2 結(jié)露后處理

（1）在保證機(jī)組安全運(yùn)行情況下停運(yùn)空冷風(fēng)機(jī)。（2）啟動(dòng)翻轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)使熱氣流流向低溫區(qū)。（3）拆除空冷風(fēng)機(jī)入口格柵。（4）向調(diào)度申請(qǐng)?zhí)岣邫C(jī)組負(fù)荷，增加排氣量。

4 結(jié)語(yǔ)

空冷系統(tǒng)的運(yùn)行情況是直接空冷機(jī)組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，也是直接空冷機(jī)組降低煤耗、提高機(jī)組效率一個(gè)重要途徑。本文通過(guò)對(duì)某電廠機(jī)組在冬季中空冷島發(fā)生的結(jié)露異?，F(xiàn)象研究總結(jié)得出，因大霧天氣導(dǎo)致空冷島嚴(yán)重結(jié)霜時(shí)，機(jī)組真空明顯偏低，此時(shí)機(jī)組需要采取正確的方法進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。希望能通過(guò)預(yù)防措施進(jìn)行有效調(diào)整，確?？绽錂C(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。空冷系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于火電機(jī)組的安全穩(wěn)定有著重要意義，此次研究可以創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但是我們知道這僅僅是開(kāi)始，我們還有很多不足，還有許多未知領(lǐng)域需要我們?nèi)W(xué)習(xí)探索，我們將會(huì)更加努力，在困難中摸索，在學(xué)習(xí)中進(jìn)步，同時(shí)在今后的研究中不斷突破，不斷進(jìn)步，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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